JP6550930B2 - Active sonar device and signal processing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、アクティブソーナー装置及びその信号処理方法に関し、特に人工雑音を除去するアクティブソーナー装置及びその信号処理方法に関する。 The present invention relates to an active sonar device and a signal processing method thereof, and more particularly to an active sonar device for removing artificial noise and a signal processing method thereof.
アクティブソーナー装置は、送波器から水中に音波を送波して、目標からの反射音を受波器にて受波することで、目標物を検出して表示するのに用いられている。アクティブソーナー装置は、例えば港湾など人工物が多い海域においては、目標からの反射音以外にも、海底や海面からの残響、波浪や熱などによる自然雑音、船舶の推進器などによる人工雑音を受波することが多い。そのため、アクティブソーナー装置は、目標からの反射音以外の受波信号、特に船舶の推進器などによる人工雑音の影響を低減させる必要がある。 The active sonar device is used to detect and display a target by transmitting a sound wave from a transmitter into water and receiving a reflected sound from the target with a receiver. Active sonar devices, for example, in sea areas where there are many artifacts, such as harbors, receive not only reflected sound from the target but also reverberation from the sea floor and sea surface, natural noise due to waves and heat, and artificial noise from ship propulsion devices. There are many waves. Therefore, in the active sonar device, it is necessary to reduce the influence of the received signal other than the reflected sound from the target, in particular, the artificial noise due to the propeller of the ship and the like.
船舶などの人工雑音の影響を除去する手法としては、例えば特許文献1に開示された技術がある。特許文献1に記載のアクティブソーナー装置は、音波を送波した時に得られる受波信号を単位反射波データに分割し、予め記憶しておいた人工雑音を含んだ音波送波前の音響データの中で単位反射波データごとに最も相関の高い部分を、雑音除去用データとしている。
As a technique for removing the influence of artificial noise such as a ship, there is a technique disclosed in
また特許文献2に記載の船舶の音響雑音監視システムは、エンジン及びプロペラ等の雑音発生機器に音圧センサーを設け、ソーナの近傍の音圧センサーの信号をソーナにおける背景雑音としている。各機器に設置された音圧センサーから得られる信号との相互関連を分析して、ソーナの背景雑音への寄与度が大きい雑音発生機器を特定するよう構成されている。
Moreover, the acoustic noise monitoring system of the ship of
また特許文献3に記載のアクティブソーナー装置は、送受波部から水中に音波を送信し得られた反射波を時間軸上で分割して分割した複数の単位反射波について、音波を送信しない時に得られた雑音波の中から波形的に相関性が最も高い部分の部分雑音波を除去用雑音波データとして抽出する。単位反射波に対してそれぞれ対応する除去用雑音波データを振幅的に減算処理して雑音を除去した雑音除去単位反射波を順次生成し、この雑音除去単位反射波を連続した受信反射波信号に変換し受波信号処理部へ出力するよう構成されている。
Further, the active sonar device described in
しかしながら特許文献1から3に記載のアクティブソーナー装置や音響雑音監視システムにおいては、音波送信前音響データ及び、音波送信後の反射波データ中に人工雑音が含まれていることを判定する手段、及び人工雑音が方位方向に変化する場合の雑音除去手段については考慮されていなかった。特に、方位方向に人工雑音が移動する場合、音波送信前の音響データには人工雑音が存在せず反射波を含む音響データ中には人工雑音が存在する方位が存在する場合についての雑音除去が必要となる。また、アクティブソーナー装置の前を、方位方向に高速で移動する船舶があった場合、このような船舶による雑音は音波送信前及び、音波送信後においてドップラーシフトしている。このような雑音を判定し、除去することまでは考慮されていなかった。
However, in the active sonar devices and acoustic noise monitoring systems described in
本発明は、音波送信前及び音波送信後の音響データ中の多様な人工雑音を判定することができるアクティブソーナー装置及びその信号処理方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an active sonar device capable of determining various artificial noises in acoustic data before and after sound transmission, and a signal processing method thereof.
本発明のアクティブソーナー装置は、音波を送信する送波部と、音波を受信し音響データを出力する受波部と、音波送信前に人工雑音の存在する1つ以上の方位の音響データから予め定めておいた時間長さのレプリカ雑音データを生成する人工雑音抽出部と、前記レプリカ雑音データを用いて音波送信後音響データから人工雑音を除去する人工雑音除去部と、を有している。 The active sonar device according to the present invention comprises a wave transmitter for transmitting a sound wave, a wave receiver for receiving a sound wave and outputting sound data, and sound data of one or more directions in which artificial noise is present before sound wave transmission. It has an artificial noise extraction unit that generates replica noise data of a predetermined time length, and an artificial noise removal unit that removes artificial noise from acoustic data after sound wave transmission using the replica noise data.
また本発明のアクティブソーナー装置の信号処理方法は、音波を送信する送波部と、音波を受信して音響データを出力する受波部と、を有するアクティブソーナー装置の信号処理方法において、音波送信前に人工雑音の存在する1つ以上の方位の音響データから予め定めておいた時間長さのレプリカ雑音データを生成し、前記レプリカ雑音データを用いて音波送信後音響データから人工雑音を除去する。 The signal processing method of the active sonar device according to the present invention is a signal processing method of an active sonar device having a wave transmitting unit for transmitting a sound wave and a wave receiving unit for receiving a sound wave and outputting acoustic data. Replica noise data having a predetermined time length is generated from acoustic data in one or more directions in which artificial noise previously exists, and the artificial noise is removed from the acoustic data after sound wave transmission using the replica noise data .
本発明によれば、アクティブソーナー装置において音波送信前及び音波送信後の音響データ中の多様な人工雑音を判定することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the various artificial noises in the acoustic data before sound wave transmission and after sound wave transmission can be determined in an active sonar apparatus.
図1は、本発明の第1の実施形態のアクティブソーナー装置の構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the active sonar apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図1に示すように、本実施形態のアクティブソーナー装置は、音波を送波及び受波する送受波器部1と、受波した音響データを音波送信前と送信後に分ける切替器2と、送信前音響データを記憶する送信前音響記憶部3と、記憶した送信前音響データから人工雑音を抽出する人工雑音抽出部4とを備えている。また、本実施形態のアクティブソーナー装置は、音波送信後の反射波を含む音響データを記憶する反射波記憶部5と、音波送信後の音響データから抽出した人工雑音を除去する人工雑音除去部6と、人工雑音除去後の音響データを処理する受波信号処理部7と、処理結果を表示する表示操作部8を特徴とする。
As shown in FIG. 1, the active sonar device of the present embodiment includes a
図2は、図1の送受波器部1により受信された音響データを示す図である。図2の横軸は、時間であり、新しい音響データほど図の上方に示している。また横軸は方位であり、2次元的に音響データの強さを図示している。白いほど音響レベルが高いことを示している。
FIG. 2 is a diagram showing acoustic data received by the
また、図3は、音波送信前における人工雑音の方位θ1における音響データを示す図である。また図4は、自然雑音が支配的な時間に人工雑音のレベルが高くなる方位θ2における音響データを示す図である。このように音響データは、各方位の図3及び図4に示すような音響データを集合したものであるとしてよい。 FIG. 3 is a diagram showing acoustic data in the azimuth θ1 of the artificial noise before the sound wave transmission. FIG. 4 is a diagram showing acoustic data in the azimuth θ2 where the level of the artificial noise becomes high during the time when the natural noise is dominant. As described above, the acoustic data may be a collection of acoustic data as shown in FIGS. 3 and 4 in each direction.
図2に示すように音波送信後、全方位、しばらくは出射した音波が周囲の構造物や海底から反射した残響により音響レベルが高く、その後、音響レベルは徐々に低くなり、波などの自然雑音が支配的な時間になる。 As shown in FIG. 2, after transmitting the sound wave, the sound level is high due to reverberation that the sound wave emitted from all directions and for a while is reflected from the surrounding structures and the seabed, and then the sound level gradually decreases, and natural noise such as waves Becomes the dominant time.
例えば船舶による人工雑音は、図2に示すように、白い縦線状に現れる。また図の上方の、自然雑音が支配的な時間における人工雑音の高い方位、例えば方位θ2は、音波送信前における人工雑音の高い方位θ1とずれており、音波送信前には音響データが高くなかった方位となっている。このことから、人工雑音の音源は移動していることがわかる。 For example, artificial noise caused by a ship appears as a white vertical line as shown in FIG. In the upper part of the figure, the high azimuth of artificial noise at times when natural noise dominates, for example, azimuth θ2, is offset from the high azimuth θ1 of artificial noise before transmission of sound waves, and acoustic data is not high before transmission of sound waves. It has become a direction. From this, it can be seen that the artificial noise source is moving.
本発明は、図2に示された状況で、例えばθ2で音響レベルの高いときの音響データは、音波送信前に方位θ1において受信していた人工雑音であると判定することができる。また音波送信後の音響データからこの人工雑音と同じ音響データを削除することができる。 According to the present invention, in the situation shown in FIG. 2, the acoustic data when the acoustic level is high at θ2, for example, can be determined to be the artificial noise received in the azimuth θ1 before the sound wave transmission. Further, the same acoustic data as the artificial noise can be deleted from the acoustic data after the sound wave transmission.
図5は第1の実施形態の人工雑音のレプリカを取得するタイミングを示す説明図である。図5に示すように本実施形態のアクティブソーナー装置は、周期的に、例えば周期Tで、時刻t1、t2、t3、t4に音波を送信する。音波を送信する時刻t1からt4の前の所定時間δtの音響データから人工雑音のレプリカを取得する。取得したレプリカに基づいて、次の音波を送信するまでの期間の送信後の音響データの人工雑音を除去する。すなわちt1より前の音響データから取得した人工雑音のレプリカに基づいてt1−t2間の人工雑音を除去する。 FIG. 5 is an explanatory diagram showing the timing for acquiring the artificial noise replica of the first embodiment. As shown in FIG. 5, the active sonar device of the present embodiment periodically transmits an acoustic wave at times t1, t2, t3 and t4 at, for example, a cycle T. A replica of artificial noise is acquired from acoustic data for a predetermined time δt before the time t1 to t4 at which sound waves are transmitted. Based on the acquired replica, the artificial noise of the acoustic data after the transmission until the next sound wave is transmitted is removed. That is, the artificial noise between t1 and t2 is removed based on the artificial noise replica acquired from the acoustic data before t1.
図1にもどり、アクティブソーナー装置の各構成要素について説明する。送受波器部1は、全方位に音波を送信する。また全方位からの音波を受信し、音響データを切替器2に出力する。
Referring back to FIG. 1, each component of the active sonar device will be described. The
切替器2は、送受波器部1からの音響データの出力先を切替える。具体的には、切替器2は、音波送信前所定時間に受信した音波の音響データの出力先を送信前音響記憶部3にする。また、切替器2は、音波送信後の音響データの出力先を反射波記憶部5に切り替える。
The
人工雑音抽出部4は、送信前音響記憶部3に記憶した送信前音響データから人工雑音を抽出する。人工雑音抽出部4は、抽出した人工雑音を人工雑音除去部6に出力する。
The artificial
図6は、人工雑音抽出部4の構成を示すブロック図である。図6に示すように、人工雑音抽出部4は、人工雑音有無判定回路41と、人工雑音除去用データ生成回路42と、人工雑音ドップラーシフト生成回路43とを備えている。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the artificial
人工雑音有無判定回路41は、音波送信前の音響データから人工雑音が存在する方位を判定する。例えば人工雑音有無判定回路41には、予め音響レベルや音響長の閾値が設定されている。人工雑音有無判定回路41は、送信前音響データが入力されると、方位方向にピークピックを行い、送信前音響データにおいて音響レベルや音響長が閾値を超える方位を検出する。検出された方位を人工雑音の存在する方位として記憶する。ここで音響レベルや音響長が閾値を超える方位が1つ以上あれば全ての方位を人工雑音の存在する方位として記憶する。
The artificial noise presence /
人工雑音除去用データ生成回路42は、人工雑音有無判定回路41により人工雑音の存在する方位が判定された後、音響レベルや音響長が閾値を超える方位ごとに、音波送信前に人工雑音の存在した1つ以上の方位の音響データから予め定めておいた時間長さのレプリカ雑音データを生成する。
After the artificial noise
また人工雑音ドップラーシフト生成回路43は、音波送信前に人工雑音の存在した1つ以上の方位につき、それぞれ異なる複数のドップラーシフト周波数を想定し、想定した複数の周波数のレプリカ雑音データを生成する。例えば、人工雑音ドップラーシフト生成回路43には、予めドップラーシフトの周波数の刻みΔfや上限fmax、下限fmin等、ドップラーシフトの周波数を生成するためのパラメータが設定されてもよい。そして基本周波数fのレプリカ雑音データに対し、基本周波数がf+Δfからfmaxまでと、基本周波数がf−ΔfからfminまでΔfずつ基本周波数を変えた複数の周波数のレプリカ雑音データを生成してもよい。ここで信号処理部7が、表示操作部8に、上記ドップラーシフトの周波数を生成するためのパラメータの入力を促す入力画面を表示させ、操作者の入力に基づいて、上記ドップラーシフトの周波数を生成するためのパラメータを人工雑音ドップラーシフト生成回路43に設定するよう構成されてもよい。人工雑音ドップラーシフト生成回路43は、ドップラーシフト周波数の異なる複数のレプリカ雑音データを人工雑音除去部6に出力する。
Further, the artificial noise Doppler
人工雑音除去部6は、人工雑音抽出部4から出力されたレプリカ雑音データを用いて音波送信後の音響データから人工雑音を除去する。図7は、人工雑音除去部6の構成を示すブロック図である。図7に示すように、人工雑音除去部6は、除去対象データ抽出回路61と、人工雑音除去用データ選定回路62と、除去用データレベル調整回路63と、人工雑音減算処理回路64とを備えている。
The artificial
除去対象データ抽出回路61は、反射波記憶部5において保存されていた人工雑音を含んだ音波送信後の音響データを、予め定められた方位ごとに、予め定められた単位時間の音響データに分割する。除去対象データ抽出回路61は、その後、その単位時間の音響データの音響レベルや音響長を元に、人工雑音が含まれている方位及び時間を判定する。除去対象データ抽出回路61は、各方位、各時間区切りにおいて定められた閾値を超えた人工雑音が含まれている単位時間の音響データのみを抽出する。
The removal target
図8は、除去対象データ抽出回路61により人工雑音が含まれていると判定された方位及び時間のセルを黒色のセルで示した図である。除去対象データ抽出回路61は、例えば、人工雑音が含まれていると判定された方位及び時間の単位時間の音響データのみに対して、人工雑音除去処理を行う。
FIG. 8 is a diagram showing the azimuth and time cells determined by the removal target
人工雑音除去用データ選定回路62は、除去対象データ抽出回路61にて抽出された人工雑音を含む単位時間の音響データのそれぞれに対して、人工雑音抽出部4から出力されたレプリカ雑音、及びドップラーシフトしたレプリカ雑音データ全てと相関を取る。人工雑音除去用データ選定回路62は、最も相関が高かったレプリカ雑音を人工雑音除去用データとして選定する。
The artificial noise removal
除去用データレベル調整回路63は、人工雑音を含む単位時間の音響データから、人工雑音除去用データを減算する際、残存する人工雑音が最小になるよう、人工雑音除去用データの音響レベルを調整する。調整する際には、例えば特許第3452019号に開示された適用アルゴリズムを用いても良い。すなわち、人工雑音除去用データXaに対し、重み係数Waにより振幅制御された人工雑音除去用データAn=Wan×Xaを生成し、単位時間の音響データSから振幅制御された人工雑音除去用データAnを減じて仮除去処理データEnを生成する。そして、この仮除去処理データEnが最適に雑音除去されているか正否判定し、否ならば重み係数Wan+1をWan+1=Wan+μ×Cn(Cn:係数修正量、μ:定数)で計算してフィードバックするステップを繰り返す。このことにより、仮除去処理データEnが収束し、仮除去処理データEnと前回に求まったEn−1の差の2乗値(En−En−1)2が、予め設定されている定数値Dよりも小さくなれば調整を終了する。除去用データレベル調整回路63は、調整した音響レベルを人工雑音減算処理回路64に出力する。
The removal data
人工雑音減算処理回路64は、除去用データレベル調整回路63から出力された音響レベルに基づき音響レベルを調整した人工雑音除去用データを、除去対象データ抽出回路61から出力された単位時間反射波から減算して出力する。このようにして最適に人工雑音を除去することが可能となる。
The artificial noise
なお除去対象データ抽出回路61で抽出された複数の単位時間の音響データに対して、人工雑音除去用データ選定回路62、除去用データレベル調整回路63、人工雑音減算処理回路64は、並列処理を行うために複数設けられても良い。
The artificial noise removal
人工雑音減算処理回路64で最適に人工雑音が除去された音響データは、後段の受波信号処理部7において、信号処理をされ、信号処理結果が最終的に表示操作部8に表示される。例えば信号処理部7は、人工雑音を除去した音響データに基づいて送受波器部1から送信した音波を反射する物体の方位や距離を算出する。表示操作部8は送受波器部1から送信した音波を反射する物体の位置を周辺の地図と合成して2次元的に表示する。
The acoustic data from which artificial noise has been optimally removed by the artificial noise
また信号処理部7は、人工雑音が除去される前の音響データをもとに信号処理を行い、表示操作部8に表示させてもよい。例えば、信号処理部7は、人工雑音が除去される前の音響データ又は人工雑音が除去された音響データをもとに、図2に示したような音響データを2次元的に示したイメージや、図3、4に示したような特定の方位の音響データのイメージを表示するための信号処理を行う。そして、表示操作部8に音響データを2次元的に示したイメージや、特定の方位の音響データのイメージを表示させてもよい。
Further, the
また、信号処理部7は、図7に示したように、除去対象データ抽出回路61により人工雑音が含まれていると判定された方位及び時間のセルを表示操作部8に表示させるための信号処理を行い、表示操作部8に人工雑音が含まれていると判定された方位及び時間のセルを表示させてもよい。なお表示される画像は、図8に示したイメージに限られず、人工雑音が含まれていると判定された方位及び時間を示すものであればよい。
Further, as shown in FIG. 7, the
以上、説明したように本実施形態のアクティブソーナー装置は、音波送信前音響データ及び、音波送信後の反射波データ中に人工雑音が含まれていることを判定することが可能になる。それにより人工雑音が含まれていない方位や時間のデータに関して、計算する必要はなくなり、計算資源の節約となる。 As described above, the active sonar device of the present embodiment can determine that artificial noise is included in acoustic data before sound wave transmission and reflected wave data after sound wave transmission. Thereby, it is not necessary to calculate the azimuth and time data not including the artificial noise, and the calculation resource is saved.
また音波送信前音響データに人工雑音が含まれている方位と、音波送信後の音響データ中の人工雑音が含まれている方位とが異なるような場合にも、人工雑音レプリカ生成及び人工雑音除去が可能となる。更に、人工雑音が複数ある場合や、ドップラーシフトしている場合についての対処も可能となる。これらにより、人工雑音の除去精度が向上する。 In addition, when the azimuth that includes artificial noise in the acoustic data before sound wave transmission differs from the azimuth that includes artificial noise in the sound data after sound wave transmission, artificial noise replica generation and artificial noise removal are performed. Is possible. Furthermore, it is also possible to cope with cases where there are a plurality of artificial noises and cases where there is Doppler shift. As a result, the accuracy of removing artificial noise is improved.
次に人工雑音のレプリカを取得するタイミングを変えた第2の実施形態について説明する。図9は第2の実施形態の人工雑音のレプリカを取得するタイミングを示す説明図である。 Next, a second embodiment in which the timing for acquiring the artificial noise replica is changed will be described. FIG. 9 is an explanatory diagram showing the timing for acquiring the artificial noise replica of the second embodiment.
本実施形態においては、次に音波を送信する前の自然雑音が支配的な時間の音響データから人工雑音のレプリカを取得し、その時間以前の、残響が支配的な時間の音響データの人工雑音を除去する実施形態である。すなわち、図9に示すようにアクティブソーナー装置は、時刻t1、t2、t3、t4に音波を送信する場合、次に音波を送信する時刻t2、t3、t4の前の所定時間δtの音響データから人工雑音のレプリカを取得する。取得したレプリカに基づいて、レプリカを取得した音響データより前の、それぞれt1からt2、t2からt3、t3からt4の音響データの人工雑音を除去する。 In this embodiment, a replica of artificial noise is acquired from acoustic data of a time at which natural noise predominates next before transmitting a sound wave, and artificial noise of acoustic data of a time at which reverberation predominates before that time. It is embodiment which removes. That is, as shown in FIG. 9, when transmitting an acoustic wave at times t1, t2, t3 and t4, as shown in FIG. 9, from the acoustic data of the predetermined time .delta.t before the times t2, t3 and t4 at which the acoustic wave is transmitted next. Get a replica of the artificial noise. Based on the acquired replica, the artificial noise of the acoustic data of t1 to t2, t2 to t3, and t3 to t4 before the acoustic data of which the replica is acquired is removed.
また本実施形態においては、受信した音響データをすべて反射波記憶部5に記憶し、切替部2及び送信前音響記憶部3を備えていない点で第1の実施形態の構成と異なる。図10は第2の実施形態の構成を示すブロック図である。
Moreover, the present embodiment is different from the configuration of the first embodiment in that all received acoustic data is stored in the reflected
送受波器部1は、第1の実施形態と同様、全方位に音波を送信する。一方、送受波器部1は、本実施形態においては全方位からの音波を受信し、受信した音響データを反射波記憶部5に出力する。
The
本実施形態では、人工雑音抽出部14は、反射波記憶部5から、残響が支配的な時間の音響データの後に記憶されている自然雑音が支配的な時間の音響データを取得し、取得したから人工雑音を抽出する。人工雑音抽出部14は、抽出した人工雑音を人工雑音除去部6に出力する。
In the present embodiment, the artificial
図11は、図10の人工雑音抽出部14の構成を示すブロック図である。図11に示すように、人工雑音抽出部14は、反射波記憶部5から、残響が支配的な時間の音響データの後に記憶されている自然雑音が支配的な時間の音響データを取得するレプリカ用音響データ取得部44を備えている点で第1の実施形態の人工雑音抽出部4と異なる。レプリカ用音響データ取得部44は、反射波記憶部5から、人工雑音除去の対象とする時間の次に音波を送信する前の所定時間δtの音響データを取得し、人工雑音有無判定回路41に出力する。人工雑音有無判定回路41、人工雑音除去用データ生成回路42、人工雑音ドップラーシフト生成回路43は、第1の実施形態と同様である。
FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the artificial
人工雑音除去部6は、人工雑音抽出部14から出力されたレプリカ雑音データを用いてレプリカを取得した音響データより前の音波送信後の音響データから人工雑音を除去する。
The artificial
本実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第1の実施形態の構成と比較して切替部2及び送信前音響記憶部3を備えていない点で簡単な構成とすることができる。
According to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Moreover, compared with the structure of 1st Embodiment, it can be set as a simple structure by the point which is not provided with the
なお上述の実施形態では、アクティブソーナー装置は不揮発性メモリ(不図示)に記憶されているプログラムを実行することで人工雑音抽出処理、人工雑音除去処理及び受信信号処理等の機能を実現することができる。この場合、アクティブソーナー装置が実行するプログラムはコンピュータ読取り可能な記録媒体に記憶してもよく、通信回線を介してサーバからダウンロードするようにしてもよい。また、アクティブソーナー装置は内部にコンピュータシステムを有しており、その処理手順はプログラム形式でコンピュータ読取り可能な記録媒体によって記憶されており、コンピュータシステムが当該プログラムを読み出して実行することにより人工雑音抽出処理、人工雑音除去処理及び受信信号処理等を実現することができる。尚、「コンピュータシステム」とはCPU、メモリ、周辺機器などのハードウェア、オペレーティングシステム(OS)などのソフトウェアを包含する。また、「コンピュータシステム」はWWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境・表示環境を包含する。 In the above-described embodiment, the active sonar device can realize functions such as artificial noise extraction processing, artificial noise removal processing, and reception signal processing by executing a program stored in a non-volatile memory (not shown). it can. In this case, the program executed by the active sonar device may be stored in a computer readable recording medium, or may be downloaded from a server via a communication line. The active sonar apparatus has a computer system inside, and the processing procedure is stored in a computer-readable recording medium in a program format, and the computer system reads out and executes the program to extract artificial noise. Processing, artificial noise removal processing, received signal processing, and the like can be realized. The “computer system” includes CPU, memory, hardware such as peripheral devices, and software such as an operating system (OS). Also, the "computer system" includes a homepage providing environment / display environment if the WWW system is used.
また、上述のフローチャートに表された人工雑音抽出処理、人工雑音除去処理及び信号処理等を実現するプログラムをコンピュータ読取り可能な記録媒体に記録して、当該プログラムをコンピュータシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。「コンピュータ読取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、フラッシュメモリなどの書込可能な不揮発性メモリ、CD−ROMなどの可搬記録媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスクなどの記憶装置を意味する。 In addition, a program for realizing the artificial noise extraction processing, the artificial noise removal processing, the signal processing, etc. shown in the above-mentioned flowchart is recorded on a computer readable recording medium, and the program is read into a computer system and executed. It may be. "Computer readable recording medium" means flexible disk, magneto-optical disk, ROM, writable nonvolatile memory such as flash memory, portable recording medium such as CD-ROM, hard disk incorporated in computer system, etc. Means a storage device.
また、「コンピュータ読取り記録媒体」とは、インターネットなどのネットワーク、通信回線、電話回線を介してプログラムを送信する場合に用いられるサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(例えば、DRAM)のように一定時間プログラムを保持しているものを含む。上述のプログラムを記憶装置に格納したコンピュータシステムから伝送媒体を介して、或いは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送するようにしてもよい。「プログラムを伝送する伝送媒体」とはインターネットなどのネットワーク(通信網)、電話回線、通信回線のように情報を伝送する機能を有する媒体を意味する。また、上述のプログラムは本発明に係る人工雑音抽出、人工雑音除去及び信号処理等の機能の一部を実現するものであってもよい。或いは、上述のプログラムはコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組合せで本発明の機能を実現するような差分プログラム(又は、差分ファイル)としてもよい。 The "computer-readable recording medium" is a volatile memory (for example, DRAM) in a computer system serving as a server or client used when transmitting a program via a network such as the Internet, a communication line, or a telephone line. So that the program is held for a certain period of time. You may make it transmit the above-mentioned program to another computer system via the transmission medium from the computer system which stored the memory | storage device, or by the transmission wave in a transmission medium. The “transmission medium for transmitting a program” means a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet, a telephone line, and a communication line. Moreover, the above-mentioned program may implement | achieve some functions, such as artificial noise extraction which concerns on this invention, artificial noise removal, and signal processing. Or the above-mentioned program is good also as a difference program (or difference file) which implement | achieves the function of this invention in combination with the program already recorded on the computer system.
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。 While the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. The configurations and details of the present invention can be modified in various ways that can be understood by those skilled in the art within the scope of the present invention.
例えば、残存する人工雑音の音響レベルが大きくなる可能性があるものの、計算負荷が大きい場合、もしくは人工雑音源が静止しているなどドップラーシフトが小さい場合、その他様々な場合においては、人工雑音抽出部4は、人工雑音ドップラーシフト生成回路43を省いた構成としても良い。
For example, although the sound level of the remaining artificial noise may be high, the calculation load is large, or when the Doppler shift is small, such as when the artificial noise source is at rest, artificial noise extraction in various other cases. The
1 送受波器部
2 切替器
3 送信前音響記憶部
4、14 人工雑音抽出部
5 反射波記憶部
6 人工雑音除去部
7 受波信号処理部
41 人工雑音有無判定回路
42 人工雑音除去用データ生成回路
43 人工雑音ドップラーシフト生成回路
61 除去対象データ抽出回路
62 人工雑音除去用データ選定回路
63 除去用データレベル調整回路
64 人工雑音減算処理回路
Claims (7)
音波を受信して音響データを出力する受波部と、
音波送信前に人工雑音の存在する1つ以上の方位の音響データから予め定めておいた時間長さのレプリカ雑音データを生成する人工雑音抽出部と、
前記レプリカ雑音データを用いて音波送信後音響データから人工雑音を除去する人工雑音除去部と、
を有し、
前記人工雑音除去部は、前記音波送信後音響データを、方位ごとに、ある定められた時間区切りで、単位時間の音響データに分割し、前記単位時間の音響データの音響レベルを元に、前記人工雑音が含まれている方位及び時間を判定する除去対象データ抽出回路を有する、アクティブソーナー装置。 A transmission unit for transmitting sound waves;
A receiving unit that receives sound waves and outputs acoustic data;
An artificial noise extraction unit that generates replica noise data of a predetermined time length from acoustic data of one or more azimuths in which artificial noise exists before sound wave transmission;
An artificial noise removing unit that removes artificial noise from the acoustic data after sound wave transmission using the replica noise data;
I have a,
The artificial noise removing unit divides the sound data after sound wave transmission into sound data of unit time at predetermined time intervals for each direction, and the sound data of the unit time is based on the sound level of the sound data of the unit time. An active sonar apparatus having a removal target data extraction circuit for determining an azimuth and time in which artificial noise is included .
前記信号処理部は、前記人工雑音が含まれていると判定された方位及び時間のセルを前記表示部に表示させる
請求項1から3のいずれかに記載のアクティブソーナー装置。 A signal processing unit that performs signal processing of acoustic data, and a display unit that displays a signal processing result of the signal processing unit,
The active sonar device according to any one of claims 1 to 3, wherein the signal processing unit causes the display unit to display a cell of the direction and time determined to contain the artificial noise .
前記人工雑音ドップラーシフト生成部にドップラーシフトの周波数を生成するためのパラメータの入力を促す入力画面を前記表示部に表示させる信号処理部と、
を有する請求項2に記載のアクティブソーナー装置。 A display unit,
A signal processing unit that causes the display unit to display an input screen for prompting input of a parameter for generating a frequency of Doppler shift in the artificial noise Doppler shift generation unit;
Active sonar device according to claim 2 having a.
音波送信前に人工雑音の存在する1つ以上の方位の音響データから予め定めておいた時間長さのレプリカ雑音データを生成し、
音波送信後音響データを、方位ごとに、ある定められた時間区切りで、単位時間の音響データに分割し、前記単位時間の音響データの音響レベルを元に、前記人工雑音が含まれている方位及び時間を判定して前記レプリカ雑音データを用いて前記音波送信後音響データから人工雑音を除去する
アクティブソーナー装置の信号処理方法。 In a signal processing method of an active sonar device having a wave transmitting unit that transmits sound waves and a wave receiving unit that receives sound waves and outputs acoustic data,
Generate replica noise data of a predetermined length of time from acoustic data in one or more directions where artificial noise exists before transmitting sound waves,
The acoustic data after the sound wave transmission is divided into acoustic data of unit time at predetermined time intervals for each azimuth, and the azimuth including the artificial noise based on the acoustic level of the acoustic data of the unit time And artificial noise is removed from the acoustic data after the sound wave transmission using the replica noise data by determining the time
A signal processing method for an active sonar device .
音波送信前に人工雑音の存在する1つ以上の方位の音響データから予め定めておいた時間長さのレプリカ雑音データを生成する処理と、
音波送信後音響データを、方位ごとに、ある定められた時間区切りで、単位時間の音響データに分割し、前記単位時間の音響データの音響レベルを元に、前記人工雑音が含まれている方位及び時間を判定する処理と、
前記レプリカ雑音データを用いて音波送信後音響データから人工雑音を除去する処理を、実行させるプログラム。 To a computer of an active sonar device having a wave transmitting unit that transmits sound waves and a wave receiving unit that receives sound waves and outputs acoustic data,
A process of generating replica noise data having a predetermined length of time from acoustic data of one or more directions in which artificial noise exists before transmitting sound waves;
The acoustic data after the sound wave transmission is divided into acoustic data of unit time at predetermined time intervals for each azimuth, and the azimuth including the artificial noise based on the acoustic level of the acoustic data of the unit time And a process for determining time,
A program for executing a process of removing artificial noise from acoustic data after sound wave transmission using the replica noise data.
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